实在没什么可写的了,但还是水一下这部分的最后一篇文章吧。在这里,我们稍微介绍一下一些特殊的欧式作图问题。

结构

欧式作图问题的主要结构有三个部分,初始图,作图工具和作图目标。求出所有的作图范围显然比单纯的作图目标更吸引人,所以说真正重要的只有前两部分,有关初始图形我们之前讨论过,它似乎用处不大,因此欧式作图的变形基本在于工具的不同,接下来我们就从这个角度来稍微看看吧。

单规作图

只用一把圆规作图。

结论是,除了连线可以做出所有尺规作图可以完成的图。虽然看起来有些不可思议,但如果仔细品读之前抽象的过程,就会发现尺子就是划线的,对于数域的扩张基本起不到作用。我们需要注意的是,点才是核心,而圆和线实际是可有可无的,除了产生交点,但直线能产生的交点都可以由圆产生。比如角平分线,我们可以只通过圆规来得到平分线上的点,但线的实体还是做不出来。

松规作图

用无刻度直尺和离开纸面就无法保持长度的圆规作图。

结论是,与尺规作图完全等价,实际上,长度迁移并非很重要的功能,在进行抽象化的过程中我们甚至没有使用过这个功能作为公理。我们可以更加明确的说,迁线可以直接通过圆的标点来实现,具体来说,就是通过过圆心的圆来实现长度迁移的功能。总之,可以想象一下,一个个圆互相推进的样子,我们只需圆心与圆上的点互换即可。

锈规作图

只使用半径固定的圆规和已知两个点作图。

我们不管直线之类作图的,首先两个点,我就认为它没有太大意义,就算没有,再做两个点也没啥区别。那篇论文可以找到,实际上,它删去了相似的情形,以两个点作为单位一,其实单纯圆规就能完成作图,但固定的半径不能为这个单位一,否则度量是无法谈及的,当然随便取两点,说它是单位一也没什么问题。总之,就是尺规作图也能只用圆规作图,我们并没有固定半径,实际上,固定半径圆规加两个点和单纯圆规是一模一样的。

单尺作图

只用一把没有刻度尺子和一个已知圆心的圆作图。

圆是必须的,不然对于一把尺子的话,是基本没有用处的,需要知道没有刻度的尺子等于没用,没有圆规等于没有度量信息,如我之前所说体现度量的不是直尺而是圆规,因为直尺是没有刻度的。而真正重要的其实是圆的圆心,有了它我们才能真正的只要直尺来,控制圆来模拟圆规的行为,因为圆规实际就是做圆,原来是圆找线,现在则是线找圆,这与锈规作图实际上是有一定的对偶性的。

结尾

这篇文章没有什么干货,只是稍微陈述一些事实,对尺规作图进行证明,关键在于你将尺规作图看做什么,又如何去定义它,而我并不认为它存在纯正的证明,因为它本身就是不纯正的。我一直将数学视为信仰,就如我之前相信尺规作图等价于域扩张一样,又或者是在射影空间里,将圆锥曲线视为同一东西,将点和直线视为等价。这是这系列的尺规作图部分的最后了,而这又是这个系列的开始,也是从实际到理论的过度,接下来的我将只活在数学的虚拟世界里,研究抽象的理论,实际问题即是我害怕的,也是我不想讨论的,不为其它,只因太累,我喜欢的是数学纯正的抽象,仅此而已。